• 제목/요약/키워드: pipelined architecture

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UWB시스템을 위한 고속 저복잡도 2-비트 레벨 파이프라인 비터비 복호기 설계 (High-Speed Low-Complexity Two-Bit Level Pipelined Viterbi Decoder for UWB Systems)

  • 구용제;이한호
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권8호
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    • pp.125-136
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    • 2009
  • 본 논문에서는 MB-OFDM 초광대역 시스템을 위한 높은 속도와 저복잡도를 갖는 2-비트 레벨 파이프라인 비터비 디코더를 소개한다. 가산-비교-선택 유닛(ACSU)은 비터비 복호기의 주요 병목지점으로서, 임계경로를 줄이는 2-step look-ahead 기법에 기반을 둔 2-비트 레벨 파이프라인 MSB-first ACSU 유닛에 대해 제안한다. 제안하는 ACSU 구조는 1.8V의 공급 전압에서 동작하는 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. ACSU유닛은 870MHz의 클록 주파수에서 동작하며, 1.7Gb/s 의 데이터 처리율을 가진다.

Depth Image 추출용 CORDIC 기반 위상 연산기의 FPGA 구현 (FPGA Implementation of CORDIC-based Phase Calculator for Depth Image Extraction)

  • 구정윤;신경욱
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.279-282
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    • 2012
  • 본 논문에서는 3차원 영상처리용 TOF(Time-Of-Flight) 센서의 거리 측정을 위한 위상 연산기 하드웨어 구조를 제안한다. 설계된 위상 연산기는 CORDIC(COordinate Rotation Digital Computer) 알고리듬의 vectoring mode를 이용하여 arctangent 연산을 수행하며, 처리량을 증가시키기 위해 pipelined 구조를 적용하였다. 고정 소수점 MATLAB 모델링과 시뮬레이션을 통해 최적 비트 수와 반복 횟수를 결정하였다. 설계된 CORDIC 기반 위상 연산기는 Verilog HDL로 RTL 수준으로 모델링되었으며, MATLAB/Simulink와 FPGA 연동을 통해 가상의 3차원 데이터를 복원하였으며, 이를 통해 하드웨어 동작을 검증하였다.

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A 9-Bit 80-MS/s CMOS Pipelined Folding A/D Converter with an Offset Canceling Technique

  • Lee, Seung-Chul;Jeon, Young-Deuk;Kwon, Jong-Kee
    • ETRI Journal
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    • 제29권3호
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    • pp.408-410
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    • 2007
  • A 9-bit 80-MS/s CMOS pipelined folding analog-to-digital converter employing offset-canceled preamplifiers and a subranging scheme is proposed to extend the resolution of a folding architecture. A fully differential dc-decoupled structure achieves high linearity in circuit design. The measured differential nonlinearity and integral nonlinearity of the prototype are ${\pm}0.6$ LSB and ${\pm}1.6$ LSB, respectively.

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MPI 브로드캐스트 통신을 위한 서킷 스위칭 기반의 파이프라인 체인 알고리즘 설계 (A Design of Pipeline Chain Algorithm Based on Circuit Switching for MPI Broadcast Communication System)

  • 윤희준;정원영;이용석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37B권9호
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    • pp.795-805
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    • 2012
  • 본 논문에서는 분산 메모리 아키텍처를 사용하는 멀티프로세서에서 가장 병목 현상이 심한 집합통신 중 브로드캐스트를 위한 알고리즘 및 하드웨어 구조를 제안한다. 기존 시스템의 파이프라인 브로드캐스트 알고리즘은 전송 대역폭을 최대로 활용하는 알고리즘 이다. 하지만 파이프라인 브로드캐스트는 데이터를 여러 조각으로 나누어서 전송하기 때문에, 불필요한 동기화 과정이 반복된다. 본 논문에서는 동기화 과정의 중복이 없는 서킷 스위칭 기반의 파이프라인 체인 알고리즘을 위한 MPI 유닛을 설계하였고, 이를 systemC를 통하여 모델링하여 평가하였다. 그 결과 파이프라인 브로드캐스트 알고리즘과 비교하여 브로드캐스트 통신의 성능을 최대 3.3배 향상 시켰고, 이는 통신 버스의 전송대역폭을 거의 최대로 사용하였다. 그 후 verilogHDL로 하드웨어를 설계하였고, Synopsys사의 Design Compiler를 사용하여 TSMC 0.18 공정 라이브러리에서 합성하였으며 칩으로 제작하였다. 합성결과 제안하는 구조를 위한 하드웨어는 4,700 게이트(2-input NAND gate) 면적으로, 전체 면적에서 2.4%을 차지하였다. 이는 제안하는 구조가 작은 면적으로 MPSoC의 전체적인 성능을 높이는데 유용하다.

파이프라인 데이터패스 자동 생성을 위한 상위수준 합성 시스템의 설계 (Design of a High-Level Synthesis System for Automatic Generation of Pipelined Datapath)

  • 이해동;황선영
    • 전자공학회논문지A
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    • 제31A권3호
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    • pp.53-67
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    • 1994
  • This paper describes the design of a high-level synthesis system. SODAS-VP. which automatically generates hardwares executing operation sequences in pipelined fashion.Target architecture and clocking schemes to drive pipelined datapath are determined, and the handling of pipeline hazards which degrade the performance of pipeline is considered. Partitioning of an operation into load, operation, and store stages, each of which is executed in partitiones control step, is performend. Pipelinecl hardware is generated by handling pipeline hazards with internal forwarding or delay insertion techniques in partitioning process and resolving resource conflicts among the partitioned control steps with similarity measure as a priority function in module allocation process. Experimental results show that SODAS-VP generates hardwares that execute faster than those generated by HAL and ALPS systems. SODAS-VP brings improvement in execution speed by 17.1% and 7.4% comparing with HAL and ALPS systems for a MCNC benchmark program, 5th order elliptical wave filter,respectively.

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A VLSI Design for Digital Pre-distortion with Pipelined CORDIC Processors

  • Park, Jong Kang;Moon, Jun Young;Kim, Kyunghoon;Yang, Youngoo;Kim, Jong Tae
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권6호
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    • pp.718-727
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    • 2014
  • In a wireless communications system, a predistorter is often used to compensate for the nonlinear distortions that result from operating a power amplifier near the saturation region, thereby improving system performance and increasing the spectral efficiency for the communication channels. This paper presents a new VLSI design for the polynomial digital predistorter (DPD). The proposed DPD uses a Coordinate Rotation Digital Computing (CORDIC) processor and a PD process with a fully-pipelined architecture. Due to its simple and regular structure, it can be a competitive design when compared to existing polynomial-type and approximated DPDs. Implementing a fifth-order distorter with the proposed design requires only 43,000 logic gates in a $0.35{\mu}m$ CMOS standard cell library.

A Low-area and Low-power 512-point Pipelined FFT Design Using Radix-24-23 for OFDM Applications

  • Yu, Jian;Cho, Kyung-Ju
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.475-480
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    • 2018
  • In OFDM-based systems, FFT is a critical component since it occupies large area and consumes more power. In this paper, we present a low hardware-cost and low power 512-point pipelined FFT design method for OFDM applications. To reduce the number of twiddle factors and to choose simple design architecture, the radix-$2^4-2^3$ algorithm are exploited. For twiddle factor multiplication, we propose a new canonical signed digit (CSD) complex multiplier design method to minimize the hardware-cost. In hardware implementation with Intel FPGA, the proposed FFT design achieves more than about 28% reduction in gate count and 18% reduction in power consumption compared to the previous approaches.

프로세서 노드 상황을 고려하는 저비용 파이프라인 브로드캐스트 하드웨어 엔진 (Low Cost Hardware Engine of Atomic Pipeline Broadcast Based on Processing Node Status)

  • Park, Jongsu
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제24권8호
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    • pp.1109-1112
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    • 2020
  • This paper presents a low cost hardware message passing engine of enhanced atomic pipelined broadcast based on processing node status. In this algorithm, the previous atomic pipelined broadcast algorithm is modified to reduce the waiting time until next broadcast communication. For this, the processor change the transmission order of processing nodes based on the nodes' communication channel. Also, the hardware message passing engine architecture of the proposed algorithm is modified to be adopted to multi-core processor. The synthesized logic area of the proposed hardware message passing engine was reduced by about 16%, compared by the pre-existing hardware message passing engine.

High-Speed Hardware Architectures for ARIA with Composite Field Arithmetic and Area-Throughput Trade-Offs

  • Lee, Sang-Woo;Moon, Sang-Jae;Kim, Jeong-Nyeo
    • ETRI Journal
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    • 제30권5호
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    • pp.707-717
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    • 2008
  • This paper presents two types of high-speed hardware architectures for the block cipher ARIA. First, the loop architectures for feedback modes are presented. Area-throughput trade-offs are evaluated depending on the S-box implementation by using look-up tables or combinational logic which involves composite field arithmetic. The sub-pipelined architectures for non-feedback modes are also described. With loop unrolling, inner and outer round pipelining techniques, and S-box implementation using composite field arithmetic over $GF(2^4)^2$, throughputs of 16 Gbps to 43 Gbps are achievable in a 0.25 ${\mu}m$ CMOS technology. This is the first sub-pipelined architecture of ARIA for high throughput to date.

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분기 예측과 이중 경로 전략을 결합한 파이프라인 구조에 관한 연구 (A Study on Pipelined Architecture with Branch Prediction and Two Paths Strategy)

  • 주영상;조경산
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.181-190
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    • 1996
  • 본 논문에서는 파이프라인 구조에서 분기 명령어로 인해 발생하는 제어적 문제를 개선하기 위한 분기예측 및 다중 경로 전략을 분석하여, 기존 예측 전략에서 간과하 였던 지연 사이클의 수를 줄일 수 있도록 예측 전략과 이중 결로 전략이 결합된 새로운 구조 및 전략을 제시한다. 또한, 기존의 예측 전략에서 예측성공 확률의 측도 로 사용하던 BEP 대신에 시스템 성능을 평가할 수 있는 CPI를 사용하여 기존의 제안 들에 대해 본 논문에서 제시된 구조 및 전략의 성능 개선을 제시한다.

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